进程切换的实质是回收当前运行进程对 CPU 的控制权,并将 CPU 控制权转交给新调度的就绪进程.
调度是分层次的，在操作系统中，一般将调度分为高级调度、中级调度和低级调度。 高级调度也称作业调度，其主要任务是按一定的原则，对磁盘中的处于后备状态的作业进行选择并创建为进程。 中级调度的主要任务是按照给定的原则和策略，将处在磁盘对换区中切具备运行条件的就绪进程调入内存，或将处于内存就绪状态或内存阻塞状态的进程交换到对换区。
合理值:60-85%，如果在一个多用户系统中us+sy时间超过85%，则进程可能要花时间在运行队列中等待，响应时间和业务吞吐量会受损害；us过大，说明有用户进程占用很多cpu时间，需要进一步的分析其它软硬件因素；sy过大，说明系统管理方面花了很多时间，说明该系统中某个子系统产生了瓶颈，需要进一步分析其它软硬件因素。
所以我们会比较好了解CPU密集型，需要大量计算资源，会非常消耗cpu，I/O密集型需要等待I/O,会有大量的不可中断进程，
在计算机系统中有很多独占性的资源，在任何一个时刻它们都只能被一个进程使用。比如硬件资源：打印机、扫描仪、光驱。也有一些软件资源：数据库表中的某一个记录、文件系统中某些文件等。两个进程同时使用同一个文件系统中的某个文件会引起文件系统的瘫痪，因此操作系统都具有授权一个进程（临时）拍他的访问某一资源的能力。不然可能会因为两个进程同时请求被占用的资源而导致死锁。 本文中的资源可以是硬件资源、软件资源以及一些数据资源（也属于软件资源），死锁可能出现在软件资源和硬件资源上。 本文只讨论进程死锁，至于线程死锁，其原理基本是一样的。
当一个计算机是多道程序设计系统时，会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时，就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用，那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在，它就是做这件事儿的，该程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
程序是指储存在外部存储(如硬盘)的一个可执行文件, 而进程是指处于执行期间的程序, 进程包括 代码段(text section) 和 数据段(data section), 除了代码段和数据段外, 进程一般还包含打开的文件, 要处理的信号和CPU上下文等等.
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进程切换是指，操作系统为了控制进程的执行，必须有能力挂起正在CPU上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行，也称为任务切换，或上下文切换。
1.进程是对正在运行程序的一个抽象。一个进程就是一个正在执行程序的实例，包括程序计数器、寄存器、和变量的当前值。从概念上说，每个进程拥有它自己的虚拟cpu。当然实际的cpu各进程之间来回切换。
我们知道文件是对I/O设备的抽象，虚拟存储器是对文件和主存的抽象，指令集是对CPU的抽象，进程是对指令集和虚拟存储器的抽象。如下图所示 。
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一、CPU调度的相关概念 1.1 cpu调度 其任务是控制、协调进程对cpu的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选择一个进程，把cpu的使用权交给被选中的进程。如果没有就绪进程，系统会安排一个系统空闲进程或idle进程进入cpu运行。 1.2 系统场景 * N个进程就绪、等待上cpu运行 * M个cpu， M>=1 * 需要决策：给哪个进程分配哪一个cpu？ 1.3 cpu调度要解决的三个问题 1、按什么原则选择下一个要执行的进程：调度算法 2、何时进行选择：调度时机 3、如何让被选中的进程上cpu中运行
Semaphore概述 信号量：它是不同进程或者一个给定进程内部不同线程间同步的机制 二值信号量：值为0或者1，与互斥锁类似，资源可用时，值为1，不可用时，值为0 计数信号灯：值在0到n之间。用来统计资源，其值代表可用资源数 等待操作:等待信号灯的值变为大于0，然后将其减1；而释放操作则相反，用来唤醒等待资源的进程或者线程 System V 信号灯（进程同步）:是一个或者多个信号灯的一个集合。其中的每一个都是单独的计数信号灯。而Posix信号灯（线程同步）指的是单个计数信号灯 System V 信号灯由内核
对于性能来说，cpu的调度逻辑是影响性能的主要来源，本文主要来介绍下cpu跟性能相关的调度逻辑和排障工具。
最近正值秋招，面试了很多前端同学，感悟颇多，后面我也会在公众号为大家分享下我作为面试官的一些心得，以及对于我经常会问的一些问题的讲解。
JDK源码中很多Native方法，特别是多线程、NIO部分，很多功能需要操作系统功能支持，作为Java程序员，如果要理解和掌握多线程和NIO等原理，就需要对操作系统的原理有所了解。
由图可知程序会先由编译器编译成机器指令，运行之前先把程序放入内存，在内存中创建一个进程实体。一个进程实体(进程映像)由PCB、程序段、数据段组成。然后CPU从内存中取出指令，来运行程序。
进程在多数早期多任务操作系统中是执行工作的基本单元。进程是包含程序指令和相关资源的集合，每个进程和其他进程一起参与调度，竞争 CPU 、内存等系统资源。每次进程切换，都存在进程资源的保存和恢复动作，这称为上下文切换。进程的引入可以解决多用户支持的问题，但是多进程系统也在如下方面产生了新的问题：进程频繁切换引起的额外开销可能会严重影响系统性能。
https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1806772.html
多道程序操作系统的基础。通过在进程之间切换CPU，操作系统可以提高计算机的吞吐率。
关于进程和线程的基础知识，之前已经分享过一些文章，下面把一些基础知识，再总结下（重点：面试常问）：
标准定义：进程是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上依次动态执行的过程。进程是一个正在执行程序的实例，包括程序计数器、寄存器和程序变量的当前值。
Java是一种流行的编程语言，广泛用于开发各种应用程序，从桌面应用到服务器端应用。在Java编程中，进程和线程是两个关键概念，它们对于实现多任务处理和并发性非常重要。本文将深入探讨Java中的进程和线程，以及如何使用它们来构建高效的应用程序。
欢迎来到操作系统系列，依然采用图解 + 大白话的形式来讲解，让小白也能看懂，帮助大家快速科普入门
Java多线程，首先需要了解线程，了解线程又需要对进程有所了解，而了解进程你需要知道程序的概念，知道程序的概念，你还需要了解操作系统。
多核CPU现在很常见，那么问题来了，一个程序在运行时，只在一个CPU核上运行？还是交替在多个CPU核上运行呢？Linux内核是如何在多核间调度进程的呢？又是内核又是CPU核，两个核有点绕，下面称CPU处理器来代替CPU核。
线程是用来运行进程中的指令的，也就是真正执行运算的。数据存放在进程中，线程会去取数据然后利用ALU，寄存器这些计算存储单元去运行进程中的指令。线程有自己的ALU，指令地址寄存器和缓存，上面提到过核和CPU是挨在一起的。
进程是程序的一次执行。在这个执行过程中，有时进程正在被CPU处理，有时需要等待CPU服务，显然进程的状态是在不断变化的。为了方便对各个进程的管理，操作系统将进程合理的划分为几种状态
上一篇文章中我们做了一个除法的程序，其实现原理是不断使用减法当检测到0或者负数时停止。但是这种方式需要很多个时钟周期才能完成（13个周期，每次发一个时钟周期CPU去取一次指令执行【取指令，解码，执行】），特别低效。
在操作系统运行过程中，由于CPU bound和I/O bound，进行进程的调度自然是常事。进行进程调度时，操作系统使用某些特定算法（如FIFO、SCBF、轮转法等）在进程队列中选出一个进程作为下一个运行的进程，调用schedule。进行进程调用的时机有以下几种： 中断处理过程（包括时钟中断、I/O中断、系统调用和异常）中，直接调用schedule()，或者返回用户态时根据need_resched标记调用schedule()； 内核线程可以直接调用schedule()进行进程切换，也可以在中断处理过程中进行
进程与线程是操作系统中重要的概念，用于实现并发执行和资源管理。它们在计算机系统中扮演着不同的角色，并具有各自的特点。 进程是程序在执行过程中的一个实体，是资源分配的基本单位。一个进程可以包含多个线程，每个线程共享进程的资源，包括内存、文件句柄、打开的文件等。每个进程都有自己的地址空间和独立的执行状态，通过操作系统进行管理和调度。进程之间相互独立，彼此隔离，拥有自己的地址空间，需要通过进程间通信来实现数据共享和协作。 线程是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，这些线程可以并发执行，共享进程的资源。线程之间共享同一进程的地址空间，可以直接访问进程的全局变量和堆内存，减少了进程间通信的开销。由于线程之间共享资源，所以需要采取同步机制来避免数据竞争和冲突。 进程与线程的基本特点如下：
(2)阻塞状态是缺少需要的资源从而由运行状态转换而来，但是该资源不包括 CPU 时间，缺少 CPU 时间会从运行态转换为就绪态。
进程是一个动态概念，表示程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。进程包含正在运行的一个程序的所有状态信息：
进程可看做是正在执行的程序。进程需要一定的资源（如CPU时间、内存、文件和I/O设备）来完成其任务。这些资源在创建进程或执行进程时被分配。
很久没写技术的话题了，所以写写进程与线程，我一直在想，在什么层面来看进程与线程，感觉很底层，感觉毫无价值。。。
1、程序的运行过程，实际上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的执行过程。 当程序要执行的部分被装载到内存后，CPU要从内存中取出指令，然后指令解码(以便知道类型和操作数，简单的理解为CPU要知道这是什么指令)，然后执行该指令。再然后取下一个指令、解码、执行，以此类推直到程序退出。
CPU上下文其实是一些环境正是有这些环境的支撑，任务得以运行，而这些环境的硬件条件便是CPU寄存器和程序计数器。CPU寄存器是CPU内置的容量非常小但是速度极快的存储设备，程序计数器则是CPU在运行任何任务时必要的，里面记录了当前运行任务的行数等信息，这就是CPU上下文。
当程序要执行的部分被装载到内存后，CPU要从内存中取出指令，然后指令解码(以便知道类型和操作数，简单的理解为CPU要知道这是什么指令)，然后执行该指令。再然后取下一个指令、解码、执行，以此类推直到程序退出。
最初的计算机只能接受一些特定的指令，用户每输入一个指令，计算机就做出一个操作。当用户在思考或者输入时，计算机就在等待。这样效率非常低下，在很多时候，计算机都处在等待状态。
通俗的说：我们平日里打开的QQ,微信，简书，都是一个进程。进程是程序的一次动态执行过程，它需要经历从代码加载，代码执行到执行完毕的一个完整的过程，这个过程也是进程本身从产生，发展到最终消亡的过程。
呃，看起来好像不大简单的亚子。如果对计算机系统工作机制没有一定了解，理解起来确实会有困难。我们逐一来看。
我们平常说的进程和线程更多的是基于编程语言的角度来说的，那么你真的了解什么是线程和进程吗？那么我们就从操作系统的角度来了解一下什么是进程和线程。
在生产环境中，我们通常在Linux环境下使用一些命令来监控主机的负载情况，例如每个程序对cpu的使用情况和内存的占用情况。我在生产环境中使用最多的就是top命令，通过对一些指标的观察，以此来判断机器的负载运行情况。
1.AMS在启动应用程序时会检查者应用程序需要的应用进程是否存在，不存在就会请求Zygote进程启动需要的应用程序进程
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